如图所示,直流电源的电动势为160V、内阻为10Ω,与两定值电阻R 1 =40Ω、R 2 =30Ω连接成闭合电路,水平平

如图所示,直流电源的电动势为160V、内阻为10Ω,与两定值电阻R 1 =40Ω、R 2 =30Ω连接成闭合电路,水平平行金属板AB、CD、EF、GH相互平行,分别与R 1 、R 2 并联,AB、CD的长度皆为L 1 =4cm,两板正对且间距为h 1 =4cm,EF与GH正对且间距为h 3 =3cm.D、E的竖直距离h 2 =2cm,现有一个带正电的粒子以初速度v 0 =4×10 6 m/s沿AB方向从A点进入电场,恰好通过两板的边缘D和E后,从H点离开电场,已知粒子质量m=4×10 -31 kg,电量q=1.6×10 -19 C.两平行板间的电场均视为匀强电场,不计粒子的重力,求:
(1)AB与CD和EF与GH间的电场强度;
(2)D、E的水平距离L 2 及EF、GH的长度L 3
(3)电子从A运动到H所用的总时间.
慕骆 1年前 已收到1个回答 举报

我是康健 幼苗

共回答了25个问题采纳率:92% 举报

(1)由闭合电路欧姆定律得:I=
E
R 1 + R 2 +r ,
AB与CD间的电压:U 1 =IR 1 ,板间的场强为:E 1 =
U 1
h 1 ,
EF与GH间的电压:U 2 =IR 2 ,板间的场强为:E 2 =
U 2
h 3 ,
代入数据解得:E 1 =200V/m,E 2 =200V/m;
(2)电子从D点飞出后做匀速直线运动至E点再次进入电场,粒子在D点的速度反向延长线交于AB的中点M,则M、D、E三点在同一直线上,
由数学知识可知:

L 1
2
L 2 =
h 1
h 2 ,
代入数据解得:L 2 =1cm,
电子在两电场中的运动可以看成一完整的类平抛运动(两段曲线首尾连接后是一条完整的抛物线),
在竖直方向上:h 1 +h 2 =
1
2
qE
m t 1 2
代入数据解得:t 1 =

7
2 ×10 -8 s≈1.32×10 -8 s,
水平方向:L 1 +L 3 =v 0 t 1
代入数据解得:L 3 =(2
7 -4)cm≈1.29cm;
(3)电子在D、E间的运动时间:t 2 =
L 2
v 0 =
0.01
4×1 0 6 =0.25×10 -8 s,
电子从A到H总的运动时间:t=t 1 +t 2 =1.32×10 -8 +0.25×10 -8 =1.57×10 -8 s;
答:(1)AB与CD和EF间的电场强度为200V/m,GH间的电场强度为200V/m;
(2)D、E的水平距离L 2 =1cm,EF、GH的长度L 3 =1.29cm;
(3)电子从A运动到H所用的总时间为1.57×10 -8 s.

1年前

4
可能相似的问题
Copyright © 2024 YULUCN.COM - 雨露学习互助 - 16 q. 0.043 s. - webmaster@yulucn.com